[发明专利]一种USB高速数据隧道的硬件传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种USB高速数据隧道的硬件传输方法。通过在USB设备中增加高速数据隧道的硬件传输模式，并充分结合双数据缓存区技术，可迅速提高USB设备在PC机和SoC系统之间传输数据的速度。

背景技术

随着集成电路设计进入片上系统时代，嵌入式系统的功能不断增强，应用也越来越广泛。为了能够很好的对现有的处理器进行扩展，提高处理器的应用水平，就需要有更加稳定可靠的外围设备的接口技术。在USB应用日益广泛的今天，嵌入式领域的USB接口技术已经得到了巨大的发展。USB接口技术在处理器的外围设备扩展方面作出了巨大的贡献。由于USB接口具有简单灵活、高带宽、易于扩展和热插拔等优点，它目前已成为数码设备的标准接口之一，小到U盘、MP3，大到数码相机、打印机，USB接口的身影无处不在。另外，为了扩大USB的应用范围，很多公司在USB规范的基础上添加了新的功能，使得USB的应用更加广泛，有越来越多的嵌入式系统工程师想把USB接口技术应用到嵌入式系统的设计中。

由于USB接口技术在当今嵌入式领域的广泛应用，基于USB1.1协议的USB设备能够实现嵌入式系统和PC机的轻松互联，对于提高SoC处理器的应用能力有极为重要的意义。该USB设备在嵌入式系统中的位置如图1所示。

发明内容

本发明的目的是提供一种USB高速数据隧道的硬件传输方法

USB高速数据隧道的硬件传输方法特征是：

1)在USB设备中增加DMA部件，实现用于批量传输的数据遂道；

2)数据隧道中实现用于批量数据传输的起始地址寄存器和数据量寄存器；

3)每次传输完成时DMA自动更新数据量寄存器并自动产生下一数据包的起始地址；

4)数据隧道支持字，半字和字节传输及三者之间的转换；

5)数据隧道支持传输数据量和传输单位不匹配，由硬件自动完成数据对齐；

6)DMA支持各个端点交叉并列传输，并自动保存各个端点的传输信息；

7)USB采用双数据缓存技术，支持DMA和数据缓存区并行工作；

8)USB设备支持用户干预传输模式和高速数据隧道传输模式的动态切换。

所述的在USB设备中增加DMA部件，实现用于批量传输的数据遂道：在USB设备中，独立扩展出旨在提升数据传输速率的DMA模块，用于自动控制USB硬件设备在数据隧道模式下进行批量数据传输。

所述的数据隧道中实现用于批量数据传输的起始地址寄存器和数据量寄存器：在原有用户干预传输模式下的DMA寄存器基础上，扩展了用于批量传输的数据隧道起始地址寄存器和数据量寄存器，分别表示数据块的传输起始地址和传输数据总量，扩展的寄存器外部接口和访问操作与原来的寄存器相同。

所述的每次传输完成时DMA自动更新数据量寄存器并自动产生下一数据包的起始地址：在每次数据包传输完成之后，DMA检测硬件逻辑的状态，并根据当前数据包传输的数据量，自动计算出下一数据包的传输起始地址，存入到地址寄存器中，同时更新数据量寄存器。

所述的数据隧道支持字，半字和字节传输及三者之间的转换：与USB设备相连的系统总线有字、半字和字节三种传输方式，数据隧道均支持这三种模式，而且当系统总线的位宽与数据隧道的位宽不一致时，数据隧道自动完成字、半字和字节之间的转换，保证传输数据的正确性。

所述的数据隧道支持传输数据量和传输单位不匹配，由硬件自动完成数据对齐：在数据隧道模式下，如果数据传输总量和数据传输单位不匹配时，在包传输快结束时会出现数据不对齐的现象，此时数据隧道的硬件控制逻辑会按照配置信息自动完成数据对齐。

所述的DMA支持各个端点交叉并列传输，并自动保存各个端点的传输信息：在USB数据隧道传输模式下，DMA支持多端点交叉并行传输，自动保存除当前传输端点外其他端点的信息，并在完成当前端点传输后，根据优先级进行端点切换。

所述的USB采用双数据缓存技术，支持DMA和数据缓存区并行工作：双数据缓存区技术支持DMA数据传输和USB数据传输同时进行，即在DMA进行数据传输时，占用一个数据缓冲区，USB可通过另一个缓冲区对数据进行传输；两者达到资源的最大利用。

所述的USB设备支持用户干预传输模式和高速数据隧道传输模式的动态切换：用户可以通过关闭数据隧道传输模式的使能标志位，直接关闭数据隧道传输模式，进入用户干预模式，此后数据通过用户干预模式进行传输。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：